基于ARM Cortex-M0的摩托车发动机控制系统研究

• 作 者: 杨怀
• 机 构: 江苏大学
• 出 处: 江苏大学
• 发表日期: 2014年期
• 关键词: 摩托车发动机 控制系统 电路设计 软件开发 标定试验

近年来，我国空气污染日益严重、雾霾现象频发的一个重要原因就是机动车尾气排放量快速上升。而我国是摩托车产销大国，且大多数中小排量的摩托车排放仍没有达到国Ⅲ标准，所以如何降低摩托车尾气排放污染物、提高燃油经济性迫在眉睫。本文以JL091单缸四冲程摩托车用汽油发动机为对象，研究其控制系统，主要内容包括:　　1.系统总体控制方案的确定。通过了解和分析国内外摩托车用发动机控制技术的发展现状，提出采用无回油燃油供给系统、电子控制进气道喷射、直流双电容点火加三元催化转化器的总方案。通过测量进气压力与发动机转速来确定基本喷油脉宽和基本点火提前角，根据蓄电池电压、缸体温度以及节气门开度等信号来修正喷油脉宽。在高速大负荷工况下，利用爆震传感器对点火提前角进行闭环控制。控制系统中的执行器主要包括电容点火式高压包、燃油泵和喷油器。　　2.电子控制单元ECU(electric control unit)的硬件电路设计。根据系统的设计目标自主开发了ECU的硬件电路，硬件电路的主要功能模块包括发动机信号采集与处理、执行器的驱动、直流反激式升压电路、电容充放电控制电路、微控制器控制电路及与上位机通信电路等，试验证明这些电路模块的性能稳定可靠。　　3.发动机控制软件及上位机标定软件的设计。研究了发动机在各工况下的点火和喷油、怠速、安全保护等控制策略，并且自行开发了与之相匹配的上位机标定软件和通信协议。　　4.完成了发动机台架标定试验。通过上位机标定软件和发动机台架完成对ECU控制策略的验证以及参数标定，并对比分析了本电控系统发动机与原化油器发动机的万有特性和排放性能。